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跨物种脑科学新突破:利用超高场强fMRI揭示人类与狨猴大脑功能网络的同源性

2026-04-12 17:20 泉水 Communications Biology 阅读 0
核心摘要: 本研究利用超高场强(7T)功能磁共振成像(fMRI)技术,通过电影刺激范式,系统对比了人类与普通狨猴大脑的功能网络。研究发现,尽管物种间存在演化差异,但两者在高级认知网络(如默认模式网络、执行控制网络)中展现出显著的功能同源性。这一发现不仅验证了狨猴作为灵长类脑科学研究模型的有效性,也为解析人类复杂认知功能的神经生物学基础提供了重要的跨物种参考框架。

在现代神经科学研究中,寻找理想的动物模型以解析人类大脑的复杂功能始终是核心课题。近日,发表在《Communications Biology》上的一项研究,通过超高场强(7T)功能磁共振成像(fMRI)技术,深入探讨了人类与普通狨猴(Callithrix jacchus)大脑功能网络的同源性。研究团队采用电影刺激范式,捕捉了大脑在自然状态下的动态活动,为跨物种脑网络映射提供了全新的视角。

研究人员指出,传统的静息态fMRI虽然能揭示大脑的内在连接,但往往难以激发特定认知任务下的复杂神经活动。通过播放电影片段,研究者能够诱导受试者产生更为丰富且具有时间锁定的神经响应。实验对比显示,人类与狨猴在多个核心功能网络上表现出高度的解剖与功能一致性,特别是在涉及高级认知处理的区域,如默认模式网络(DMN)和执行控制网络(ECN)。

数据分析表明,尽管人类大脑在体积和皮层折叠程度上远超狨猴,但两者在功能连接的拓扑结构上存在显著的保守性。这种同源性不仅存在于初级感觉皮层,更延伸至前额叶皮层等高级联合区。这一发现有力地支持了狨猴作为灵长类脑科学研究模型的生物学效度,特别是在研究人类神经精神疾病的神经回路机制时,狨猴模型能够提供比啮齿类动物更具转化价值的数据。

此外,该研究通过精细的配准算法,成功将狨猴的脑功能图谱映射至人类标准空间,为未来开展跨物种的神经环路对比分析奠定了技术基础。研究团队强调,尽管跨物种间存在演化距离,但大脑功能组织的“基本蓝图”在灵长类演化过程中表现出了惊人的稳定性。这一成果不仅深化了我们对灵长类大脑演化的理解,也为开发针对人类认知障碍的干预策略提供了重要的神经生物学依据。


Journal Reference: Mapping functional homologies between human and marmoset brain networks using movie-driven ultra-high field fMRI, Communications Biology. DOI: 10.1038/s42003-024-06123-x

    TAGS: 狨猴
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